DE69817169T2

DE69817169T2 - Herstell- und Montageverfahren einer Rohrkupplung

Info

Publication number: DE69817169T2
Application number: DE69817169T
Authority: DE
Inventors: Anthony John Henley-on-Thames HALSALL; Michael David Ashford SNARE
Original assignee: SHALIBANE ENGINEERING Ltd; SHALIBANE ENGINEERING Ltd CAMBERLEY
Current assignee: SHALIBANE ENGINEERING Ltd; SHALIBANE ENGINEERING Ltd CAMBERLEY
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2018-03-21
Also published as: EP0974023A1; GB9705775D0; WO1998043011A1; DE69817169D1; EP0974023B1

Description

Diese Erfindung betrifft Verfahren und Prozesse zur Herstellung der Kupplungen. Diese Verbindungen sind dafür vorgesehen, insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie nützlich zu sein.
Die Rohrverbindungen, auf die sich die Erfindung bezieht, enthalten eine Buchse, die mit einer mindestens eine Öffnung aufweisenden Wand versehen ist, ein abdichtend in der Buchse aufgenommenes Verbindungselement und ein Verriegelungsteil an dem Verbindungselement, das durch die Wandöffnung der Buchse zugänglich ist, wobei zumindest die Innenseite der Buchse und die Außenseite des Verbindungselementes mit jeweils zusammenwirkenden Abschnitten versehen sind, um sicherzustellen, daß das Verbindungselement nur in einer begrenzten Anzahl, vorzugsweise in einer Weise, von relativen Ausrichtungen eingesetzt werden kann, und eine Verriegelungseinrichtung, die durch die Wandöffnung der Buchse mit dem Verriegelungsabschnitt des Verbindungselementes zusammenwirkt. Eines der Teile von Verbindungselement und Buchse, gewöhnlich das Verbindungselement, ist an dem Ende eines Rohres montiert.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 743 479 beschreibt eine selbst befestigende und selbst haltende Rohrkupplung, die für die Verwendung in einem Kraftfahrzeugkühlsystem geeignet ist, wobei ein Verbindungselement an einem Metallrohr in einer abgedichteten Weise unter einem vorgegebenen Axialwinkel an einer Buchse befestigbar ist, die an einem Ende eines Schlauches befestigt ist. Die Erfindung bezweckt, demgegenüber eine Verbesserung zu bringen, indem eine einfachere Anbringungsweise geschaffen wird, wobei nur ein einziger Federclip und eine Einrichtung mit einer solchen Konstruktion verwendet wird, daß die Fabrikation der Kupplung und ihrer Teile einfach und problemlos ist.
Gewöhnlich ist ein Dichtungsring zwischen dem Verbindungselement und der Buchse vorgesehen, um eine abgedichtete Verbindung zu gewährleisten, wenn die natürlichen Dichtungseigenschaften der jeweiligen Materialien unzureichend sind. Die Wandöffnung der Buchse ist natürlich außerhalb des Dichtungsbereiches angeordnet.
Die Buchse, das Rohr und das Verbindungselement sind alle vorzugsweise im wesentlichen kreisförmig im Querschnitt, mit einer Ausnahme der zusammenwirkenden Teile. Diese können gebildet sein durch entsprechende Vorsprünge und Aussparungen an oder in der Innenfläche der Buchse und der Außenfläche des Verbindungselementes, und sie können asymmetrisch um die Peripherien angeordnet sein oder unterschiedliche Abmessungen haben.
Die Wandöffnung in der Buchse kann ein Schlitz sein, und es sind vorzugsweise mehrere solcher Öffnungen um die Buchse herum angeordnet, so daß die Verriegelung an mehr als an einer Umfangsstelle erfolgen kann. Ein Paar von parallelen Schlitzen an gegenüberliegenden Seiten der Buchse werden in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Achse der Verbindung bevorzugt.
Die Verriegelungselemente können einen Federclip, insbesondere einen Federdrahtclip umfassen, der einen Schenkel aufweist, der in einem Schlitz in der Buchsenwand festgehalten wird, und zwar in Eingriffsstellung mit dem zugeordneten Verriegelungsabschnitt an dem Verbindungselement.
Die Erfindung betrifft insbesondere den Verbindungselementabschnitt der Verbindung. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Herstellung einer Verbindungselement-Rohrkupplung zur Anwendung in der oben beschriebenen Rohrverbindung, einschließlich der abdichtenden Anbringung solcher Verbindungselemente an dem Ende eines starren Rohres.
Das Verfahren oder der Prozeß umfaßt die Formgebung des Verbindungselementes durch Stanzen eines Rohlings aus Blechmaterial, vorzugsweise Stahlblech, Tiefziehen des Rohlings und Befestigen desselben an einem Rohrende durch Hartverlöten, Verlöten, Verschweißen oder mittels eines geeigneten Klebemittels.
Die Vorteile der Erfindung umfassen den leichten Zusammenbau der Rohrverbindung und die wirtschaftliche Herstellung der Kupplungskomponenten. Die Verwendung von üblichen Schlauchclips entfällt, und die Verbindung kann schnell mit einem Federclip hergestellt oder gelöst werden. Eine positive Orientierung stellt sicher, daß das Rohr an der Buchse nur in einer richtigen Ausrichtung angekuppelt werden kann, was bei vielen Anwendungsgebieten wichtig ist, beispielsweise im Kraftfahrzeugbau, wo abgewinkelte Rohre genau ausgerichtet sein müssen.
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beiliegenden illustrativen Zeichnungen weiter beschrieben, die nicht einschränkende Beispiele der Erfindung zeigen.
In den Zeichnungen:
1 ist ein Querschnitt durch eine Rohrverbindung, die entsprechend der Erfindung hergestellt ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Aufnahmeteils, das eine Buchse zum Aufnehmen des Rohres bei der in 1 dargestellten Verbindung enthält;
3 ist eine perspektivische Ansicht des Verbindungselementes, das an dem Rohrende angebracht und in der Buchse aufgenommen wird;
4a–4f zeigen sechs aufeinanderfolgende Schritte bei der Herstellung des in 3 dargestellten Verbindungselementes;
5 zeigt eine Transferpresse, auf der die in den 4a–4f dargestellten Prozesse durchgeführt werden;
6 ist eine perspektivische Ansicht eines verformtes Rohrendes, bevor daran ein Verbindungselement-Kupplungsteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angeformt wird, wie es in den 7–10 dargestellt ist;
7 ist ein Längsschnitt durch das mit dem Verbindungselement ausgerüstete Rohrende;
8 ist eine Vorderansicht des in 7 dargestellten Verbindungselementes; und die 9 und 10 sind jeweilige Drauf- und Unteransichten des Verbindungselementes.
Gemäß den 1–3 ist ein Aufnahmeteil 11, das über einen Auslaß an einem Wasserbehälter oder dergleichen in oder an beispielsweise einer Fahrzeugmaschine befestigt werden soll, mit einer integralen Buchse 12 versehen. Das Aufnahmeteil kann aus Kunststoffmaterial geformt sein, oder es kann ein Metallgußstück sein. Ein Stahlrohr 14 ist im Inneren des Aufnahmeteils mittels eines Verbindungselementes 16 befestigt, das auf dem Rohrende durch Hartverlöten 18 abdichtend befestigt ist.
Das Rohr, das Verbindungselement und die Buchse sind alle im wesentlichen kreisförmig im Querschnitt.
Der Buchsenabschnitt des Aufnahmeteils hat zwei sich diametral gegenüberliegende teilweise Umfangsschlitze 20 und trägt einen Federdraht-Festhalteclip 22, der annähernd U-förmig ist und zwei gerade oder geringfügig gekrümmte Schenkel hat, von denen jeder federnd in einen der Schlitze 20 eingreift.
Das Verbindungsteil 16 hat entsprechende, sich gegenüberliegende Umfangsschlitze 24, deren Ränder als Verriegelungsabschnitte für die Schenkel des Festhalteclips 22 wirksam sind, die sich sehnenartig durch die Buchsenschlitze 20 erstrecken.
Das Verbindungselement 16 hat einen Körperabschnitt 26, in dem die Verriegelungsschlitze 24 ausgebildet sind und der über eine abfallende Schulter 30 an einem enger werdenden Ansatzabschnitt 28 befestigt ist. Die Buchse 12 in dem Aufnahmeteil 11 ist innen mit einer rechteckigen Schulter 32 versehen, und ein elastischer Dichtungsring ist bei der montierten Verbindung zwischen den jeweiligen Schultern zusammengedrückt, wie es in 1 dargestellt ist.
Die Innenfläche der Buchse ist auch mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Aussparungen versehen, die sich von dem offenen Ende derselben in Längsrichtung in das Innere der Buchse erstrecken. Diese beiden Aussparungen umfassen eine relativ tiefe und breite Aussparung 36 und eine relativ flache und schmale Aussparung 38. Bei der zusammengesetzten Verbindung nehmen diese Aussparungen jeweils einen relativ hohen und breiten Vorsprung 40 beziehungsweise einen relativ niedrigen und schmalen Vorsprung 32 auf, die an der Außenseite des Verbindungselementes 16 gebildet sind. Die zusammenwirkenden Vorsprünge und Aussparungen dienen nicht nur zur genauen Einführung des Verbindungselementes in die Buchse und zum Verhindern einer Rotation, sobald dieses in die Buchse eingesetzt ist, sondern auch zur Sicherung, daß das Verbindungselement nur in einer einzigen Relativausrichtung in die Buchse eingesetzt werden kann.
Die aufeinanderfolgenden Darstellungen in 4 zeigen den Formgebungsvorgang des Verbindungselementes aus einem Blechmetallrohling 44. Gemäß 4a wird der Körper 26 des Verbindungselementes in einer ersten Ziehstufe gebildet. 4b zeigt den Verbindungselementansatz 28, der in einer zweiten Ziehstufe gebildet wird. 4c zeigt den Ansatz, der am Boden der gezogenen Tasse durchstochen worden ist. 4d zeigt das Entfernen des Flansches 46, der ein Restabschnitt des Rohlings 14 ist und nicht länger benötigt wird, nachdem die Zieh- und Ansatzdurchstechstufen beendet sind. 4e zeigt die beiden gegenüberliegenden Vorsprünge 40 und 42 nach ihrer Formgebung, und 4f zeigt das Vollenden der Verbindungselement-Formgebung, nachdem die Verriegelungsschlitze 24 durchgestoßen worden sind.
5 zeigt eine Transferpresse 50, in der die unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Schritte durchgeführt werden, wobei die Rohlinge 44 von einer Rolle eines Blechmetallstreifens 42 erhalten werden. Die Presse hat sechs gesonderte Stufen, von denen jede ein gesondertes Werkzeug entsprechend den sechs Stufen von 4 enthält. Wenn ein Rohling eine Stufe vollendet hat, wird er von Fingerpaaren 54 weiterbewegt, die das Werkstück ergreifen, hochheben und in die nächste Stufe bewegen, bevor sie in ihre Ausgangspositionen zurückkehren.
Das bis hierhin beschriebene Rohrendeverbindungsstück wird aus Metallblech hergestellt.
6 zeigt, wie das Rohrende vor der Formgebungsoperation verformt werden kann. In der Nähe des Rohrendes wird eine Umfangswulst gebildet, indem ein entsprechend geformtes Werkzeug entlang der Innenfläche des Rohrendes umläuft, während die Außenseite des Rohres in einem Gesenk abgestützt ist. Dadurch wird eine Rippe 62 gebildet, in der anschließend drei in gleichmäßigen Umfangsabschnitten befindliche Ausnehmungen gebildet werden. Diese Formgebung liefert einen Verankerungspunkt für das anschließend angeformte Verbindungselement, wodurch sowohl Längs- als auch Drehbewegungen auf dem Rohrende verhindert werden.
Die Einzelheiten des Verbindungselementes sind in den 7–10 dargestellt, und es umfaßt Merkmale, die sämtlichen funktionellen Merkmalen des Metallblech-Verbindungselementes 16 entsprechen, und es ist abdichtend aufnehmbar in der gleichen Buchse 12 des Aufnahmeteils 11.
Das Verbindungselement 66 wird in einer Form in situ auf dem Rohrende mit einem Ansatzabschnitt 68 geformt, der über eine abfallende Schulter 70 mit einem Körperabschnitt 72 verbunden ist, der die Positionierungsrippe 62 an dem Ende des Rohres 14 überlagert. Der Körper ist mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Vorsprüngen versehen, bei denen es sich um einen relativ hohen und breiten Vorsprung 74 und einen relativ flachen und schmalen Vorsprung 76 handelt. Eine Verriegelungsnut 78 um den Körper des Verbindungselementes 66 ist in der gleichen Weise wie die Schlitze 20 in dem Blechmetall-Verbindungselement 16 wirksam, um mit den Verriegelungsschenkeln des Federdrahtclipses 22 in Eingriff zu treten, wenn die Rohrverbindung hergestellt wird.

Claims

Ein Verfahren zum Herstellen und zum Montieren eines Verbindungselementes (16) zur Verwendung für eine Rohrverbindung, wobei: die Rohrverbindung eine Buchse (12) enthält, die mit einer eine Öffnung aufweisenden Wand versehen ist; wobei das Verbindungselement (16) in der Buchse (12) aufnehmbar ist; wobei das Verbindungselement (16) ein Verriegelungsteil (22, 24) enthält, das durch die Wandöffnung (20) der Buchse (12) zugänglich ist, wenn das Verbindungselement (16) sich in der Buchse (12) befindet; wobei mindestens die Innenseite der Buchse (12) und die Außenseite des Verbindungselementes (16) mit jeweils zusammenwirkenden Elementen (36, 40, 38, 42) versehen sind, die miteinander zusammenwirken, wenn das Verbindungselement (16) in die Buchse (12) eingesetzt ist, um sicherzustellen, daß das Verbindungselement (16) in die Buchse (12) nur in einer begrenzten Anzahl von zueinander relativen Ausrichtungen eingesetzt werden kann; wobei eine Halteeinrichtung (22) wirksam ist, wenn das Verbindungselement (16) sich in der Buchse (12) befindet, um mit dem Verriegelungsteil (24) des Verbindungselementes (16) durch die Wandöffnung der Buchse (12) in Eingriff zu kommen; und wobei je ein Verbindungselement (16) und eine Buchse (12) abdichtend an einem Ende eines Rohres (14) montiert wird, wobei dieses Verfahren zum Herstellen und zum Montieren dieses Verbindungselementes (16) dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Schritte enthält: Ausstanzen eines Rohlings (26) aus einem Blech (52); Tiefziehen des Rohlings (26) zur Bildung einer einen Ansatz aufweisenden Tasse (28); Durchstechen des Ansatzes; Bildung dieser zusammenwirkenden Teile (40, 42) an der Außenseite der Wand der Tasse (28); Fertigstellen des Verbindungselementes (16) durch Formung dieses Verriegelungsteiles (24) an der Tasse (28); und abdichtendes Montieren des Verbindungselementes (16) an einem starren Rohrende (14).
Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem dieser Schritt des Formens dieses Verriegelungsteiles (24) den Schritt des Durchstechens eines Schlitzes (24) in der Wand der Tasse (28) umfaßt.
Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend die Schritte: Anbringen einer Außenrippe (62) an dem starren Rohrende (14), vorzugsweise durch nach außen gerichtetes Verformen eines Umfangsabschnittes des Rohres (14), wobei diese Außenrippe (62) einen Verankerungspunkt für dieses Verbindungselement (16) bildet; und abdichtendes Anformen dieses Verbindungselementes (16) in Position an diesem starren Rohrende (14).
Ein Verfahren nach Anspruch 3, bei dem diese Außenrippe (62) an einem runden Rohrende (14) angebracht wird, indem man eine Kreisrippe (62) um dieses Rohrende (14) formt, und wobei man in dieser Kreisrippe (62) Einschnitte (64) anbringt.
Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: Anbringen einer äußeren Schulter (30) an diesem Verbindungselement (16) zum Zusammenwirken mit einer inneren Schulter (32) an dieser Buchse (12); und Anbringen eines Dichtungsringes (34), der, wenn dieses Verbindungselement (16) in diese Buchse (12) eingesetzt ist, durch Zusammendrücken zwischen dieser äußeren Schulter (30) dieses Verbindungselementes und dieser inneren Schulter (32) dieser Buchse (12) wirksam wird.
Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend den Schritt des Anbringens der zusammenwirkenden Teile (36, 40, 38, 42) an der Außenseite dieses Verbindungselementes (16) durch Anbringen eines entsprechenden Vorsprunges (40, 42) oder einer Aussparung (36, 38) an oder in der Außenfläche dieses Verbindungselementes (16), um mit einer entsprechenden Aussparung oder einem entsprechenden Vorsprung an der Innenfläche dieser Buchse (12) zusammenzupassen.
Ein Verfahren nach Anspruch 6, enthaltend die Schritte: Anbringen dieser zusammenwirkenden Teile (36, 38, 40, 42) an dieser Außenfläche dieses Verbindungselementes (16) in der Form von mindestens zwei entsprechenden Vorsprüngen (40, 42) und Aussparungen (36, 38) an oder in der Außenfläche dieses Verbindungselementes (16), um mit entsprechenden Aussparungen (36, 38) oder Vorsprüngen (40, 42) an der Innenfläche der Buchse (12) zusammenzupassen; und Sicherstellen, daß dieses Verbindungselement (16) in die Buchse (12) nur in einer Relativausrichtung eingesetzt werden kann, indem man mindestens zwei entsprechende Vorsprünge (40, 42) bzw. Aussparungen (36, 38) asymmetrisch um den Umfang dieses Verbindungselementes (16) positioniert; oder indem man mindestens zwei entsprechende Vorsprünge (40, 42) und Aussparungen (36, 38) unterschiedlicher Größen an oder in dieser Außenfläche dieses Verbindungselementes (16) anbringt.
Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend den Schritt des Anbringens einer entsprechenden Halteeinrichtung (22) an dem Verbindungselement (16) für den Eingriff eines Federclips (22) in dieser Halteeinrichtung, wobei dieser Federclip vorzugsweise ein Federdrahtclip (22) ist, der einen Schenkel hat, der in einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz (20) in der Buchsenwand festgehalten wird.
Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend den Schritt des abdichtenden Anbringens dieses Verbindungselementes (16) an diesem Rohrende (14) durch Hartverlöten (18), Verlöten, Verschweißen oder mittels eines Klebemittels.